(57)【要約】【課題】短い時間で検査対象物の厚みを正確に検査できるようにする。【解決手段】載置部材１１に沿った移動方向に対して斜めの縞状光２５を照射し、その反射光から画像を生成し、位相変化を検出することによって物品の厚みを検出する厚み検出装置１００において、ラインセンサ２１で取得された画像のうち、載置部材１１の輝度値と検査対象物１０の輝度値の違いによって検査対象物１０の画像を取得するフィルタリング手段４と、そのフィルタリング手段４によって取得された検査対象物１０の領域Ａ１の位相と、載置部材１１上に照射された縞状光２５の位相の位相差を求める位相差算出手段５とを備え、その位相差算出手段５によって求められた位相差に基づいて検査対象物の良否を判定するようにした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置部材上に載置された検査対象物をラインセンサと直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、当該載置部材に沿った移動方向に対して斜めの縞状光を照射する照射手段とを備え、当該照射された光の反射光の位相変化を検出することによって物品の厚みを検出する厚み検出装置において、
ラインセンサで撮影して二次元の画像を生成したのち、所定の輝度範囲内の画像を取得するフィルタリング手段と、
当該フィルタリング手段によって取得された領域における縞状光の位相と、前記載置部材上に照射された縞状光の位相の位相差を求める位相差算出手段とを備え、
当該位相差算出手段によって求められた位相差に基づいて検査対象物の厚みを検出するようにしたことを特徴とする厚み検出装置。
【請求項２】
前記フィルタリング手段が、
ラインセンサで撮影して二次元の画像を生成したのち、所定の輝度範囲内の画像を取得するとともに、当該取得された領域と、あらかじめ記憶させておいた検査対象物の形状と一致する領域を取得するようにしたものである請求項１に記載の厚み検出装置。
【請求項３】
前記フィルタリング手段が、
ラインセンサで撮影して二次元の画像を生成したのち、所定の輝度範囲内の画像と当該閾値範囲内の画像の外側所定幅の近傍画像を取得するようにしたものであり、
前記位相差算出手段が、
当該フィルタリング手段によって取得された領域の位相と、前記近傍画像の外側に照射された縞状光の位相の位相差を求めるものである請求項１に記載の厚み検査装置。
【請求項４】
前記位相差算出手段が、
前記フィルタリング手段によって取得された二次元の画像を微小領域に分割し、当該分割された微小領域内において一の直線方向に輝度情報を射影して最も輝度変化の大きい位置を抽出し、当該抽出され位置と前記載置部材上に照射された縞状光との距離に基づいて位相差を求めるようにしたものである請求項１に記載の厚み検査装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の厚み検査装置において、さらに、
縞状光を消去する縞状光消去手段と、
当該縞状光消去手段によって縞状光の消去された画像に基づいて検査対象物の表面の形成状態を検査する表面検査手段とを備えたことを特徴とする厚み検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の厚みを検査する厚み検査装置に関するものであり、より詳しくは、縞状の光（以下、縞状光という）を照射させることによって位相変化を検出し、その位相変化によって物品の厚みを検査できるようにした厚み検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の厚みやその物品の表面に形成されたうねりなどを検査する方法として、物品の斜め上方向から斜めの縞状光を照射し、その際に生じる位相変化を見ることによって厚みを検査する方法がある。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、TDIラインCCDと直交する方向に検査対象面を移動させる際に、移動方向に対して斜め４５度方向に縞状光を投影し、その反射像の信号強度パターンの位相と標準パターンの位相のずれをみることで、検査対象面の凹凸の大きさを求める方法が開示されている。【０００４】
このような方法によれば、物品の存在する部分と存在しない部分の境界部分で縞模様の位相が変化するため、その位相変化によって、物品の厚みなどを算出することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０９１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような斜め方向に縞状光を照射して位相の変化をみる厚み検査方法では、次のような問題がある。【０００７】
すなわち、上述のような検査対象物に縞状光を照射して検査する方法では、まず、ラインセンサによって画像を取得することができる全体領域の画像を取得し、その領域内に位相変化があるかどうかを検出するが、例えば、搬送用のベルトコンベアやステージの表面に凹凸が存在していると、その凹凸まで検査してしまい、無駄な処理が増えてしまう。このとき、検査対象物上に形成された縞状光の位相を取り出すために、取得された画像からフィルタリング処理を行って検査対象物上の縞状光を取得すればよいが、図１３に示すように、厚みが一定でないと位相や周期がラインごとに一定せず、フィルタリング処理だけでは厚みを検出することが困難になる。【０００８】
また、上述のように縞状光を照射して検査する場合、検査対象物に厚みが存在すると、その検査対象物の境界部分で位相が変化するが、例えば、厚みと縞の間隔との関係によっては、ちょうど縞状光の位相が１８０度の倍数分だけずれてしまう場合がある。このような場合、物品の境界部分では見掛け上、位相が変化していないようにみえるため、その厚みを検出することができなくなってしまう。特に、小さな凹凸を検査できるようにするためには、その縞状光のピッチを短くする必要があるが、このように縞状光のピッチが短いと、大きな凹凸によって位相が大きくずれてしまい、その厚みを検出することが困難になる場合がある。【０００９】
さらには、一般に、その物品を出荷する際、物品の厚みだけでなく、その表面に形成された傷や欠けの有無などを検査する必要があるが、縞状光の照射による検査とは別工程で傷などを検査しなければならず、検査時間が長くなってしまうといった問題もある。【００１０】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、短い時間で検査対象物の厚みを正確に検査できるようにし、さらには、その検査対象物の表面に形成された不良部位をも検査できるようにした厚み検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、載置部材上に載置された検査対象物をラインセンサと直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、当該載置部材に沿った移動方向に対して斜めの縞状光を照射する照射手段とを備え、当該照射された光の反射光の位相変化を検出することによって物品の厚みを検出する厚み検出装置において、ラインセンサで撮影して二次元の画像を生成したのち、所定の輝度範囲内の画像を取得するフィルタリング手段と、当該フィルタリング手段によって取得された領域の位相と、前記載置部材上に照射された縞状光の位相の位相差を求める位相差算出手段とを備え、当該位相差算出手段によって求められた位相差に基づいて検査対象物の厚みを検出するようにしたものである。【００１２】
このようにすれば、例えば、暗色系の載置部材上に金属色の検査対象物を載置させた場合、それぞれの輝度の違いから検査対象物の画像を取得することができ、この輝度領域内の縞状光の位相と、その領域外の縞状光の位相との違いを見ることで、無駄な領域における演算処理を減らすことができるようになる。【００１３】
また、フィルタリング手段で検査対象物の領域を抽出する場合、所定の輝度範囲内の画像を取得するとともに、当該取得された領域と、あらかじめ記憶させておいた検査対象物の形状と一致する領域を取得する。【００１４】
このようにすれば、輝度にばらつきが存在する場合であっても、検査対象物の形状に含まれない輝度のノイズを除去して正確に検査対象物の領域を抽出することができるようになる。【００１５】
さらには、ラインセンサで取得された画像のうち、所定の輝度範囲内の輝度領域の画像と当該領域の外側の画像を取得するフィルタリング手段と、当該フィルタリング手段によって取得された輝度領域の位相と前記外側の画像の位相との位相差を求める位相差算出手段とを備え、当該位相差算出手段によって求められた位相差に基づいて検査対象物の厚みを検査する。【００１６】
このようにすれば、仮に、検査対象物の領域において位相が１８０度の倍数だけずれた場合であっても、その近傍画像の外側領域には縞状光の存在しない領域が現れるため、この外側領域も含めて位相を判断することで、位相がどれだけずれているのかを判断することができる。【００１７】
加えて、位相を算出する場合、フィルタリング手段によって取得された二次元の画像を微小領域に分割し、当該分割された微小領域内において一の直線方向に輝度情報を射影して最も輝度変化の大きい位置を抽出し、当該抽出され位置と前記載置部材上に照射された縞状光との距離に基づいて位相差を求めるようにする。【００１８】
このようにすれば、不連続に厚みが変化するような場合であっても、各位置における厚みを検査することができるようになる。また、微小領域を回転させて最も輝度変化が大きい位置を抽出して縞状光の位置を抽出するようにしているので、縞状光と暗部の輝度差を小さくしても位相差を正確に取得することができるとともに、それぞれの輝度差を小さくすることができることから、欠陥検査も同時に行うことができるようになる。【００１９】
また、このような縞状光を照射する厚み検査装置において、縞状光を消去する縞状光消去手段と、当該縞状光消去手段によって縞状光の消去された画像に基づいて検査対象物の表面の形成状態を検査する表面検査手段とを備えるようにする。【００２０】
このようにすれば、厚み検査で取得された画像を用いて表面の検査を行うことができ、別途新たに画像を取得して表面を検査するといった工程の無駄をなくすことができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、載置部材上に載置された検査対象物をラインセンサと直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、当該載置部材に沿った移動方向に対して斜めの縞状光を照射する照射手段とを備え、当該照射された光の反射光の位相変化を検出することによって物品の厚みを検出する厚み検出装置において、ラインセンサで撮影して二次元の画像を生成したのち、所定の輝度範囲内の画像を取得するフィルタリング手段と、当該フィルタリング手段によって取得された領域の位相と、前記載置部材上に照射された縞状光の位相の位相差を求める位相差算出手段とを備え、当該位相差算出手段によって求められた位相差に基づいて検査対象物の厚みを検出するようにしたので、載置部材と検査対象物の輝度の違いから検査対象物の画像を取得することができ、この輝度範囲内の画像の縞状光の位相と、それ以外の領域の縞状光の位相との違いを見ることで、無駄な領域における演算処理を減らすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態における厚み検査装置の概要図
【図２】同実施の形態における厚み検査装置の機能ブロック図
【図３】同形態におけるシリンドリカルレンズと縞状体との関係を示す図
【図４】縞状光の照射状態を示す平面図
【図５】検査対象物が存在する状態での縞状光の反射画像
【図６】検査対象物が存在する状態での縞状光の反射画像（断面図）
【図７】検査対象物の領域の位相が１８０度の倍数ずれた状態を示す反射図
【図８】同形態における光源と反射状態を示す図
【図９】同形態における縞状板の状態を示す図
【図１０】同実施の形態におけるフローチャート
【図１１】同実施の形態における他のフローチャート
【図１２】同実施の形態における他のフローチャート
【図１３】検査対象物の不連続な凹凸を示す図
【図１４】微小領域と射影輝度のヒストグラムを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、検査対象物１０として比較的小さな金属製部材の厚みや表面の形成状態を検査できるようにしたものであって、図１に示すように、載置部材１１に載置された検査対象物１０に対して斜めから縞状光２５（図４など参照）を照射し、検査対象物１０の境界部分で生じる位相のずれを検査することによってその物品の厚みを検査できるようにしたものである。そして、特徴的には、載置部材１１と検査対象物１０における反射光の輝度の違いを利用して検査対象物１０の領域を特定し、その領域の縞状光２５と載置部材１１上における縞状光２５の位相のずれを検出して厚みを検査できるようにしたものである。以下、本実施形態における厚み検査装置１００の構成について、図２の機能ブロック図を用いて詳細に説明する。
【００２４】
まず、移動手段１は、検査対象物１０を載置する載置部材１１と、この載置部材１１を水平方向に搬送する搬送機構１２を備えて構成される。この載置部材１１は、表面を検査対象物１０の色と異なる色に設定されており、例えば、金属色からなる検査対象物１０を検査する場合は、やや暗色系の表面色を有する部材によって構成される。しかし、暗色系の表面色の輝度を暗くすると、縞状光２５を照射する場合に、その反射光を受光することができなくなる。このため、縞状光２５の反射光を受光することができ、しかも、検査対象物１０との輝度の違いを明確に判断できるような色に設定しておく。また、搬送機構１２は、この載置部材１１をラインセンサ２１と直交する方向に移動させるようになっており、搬送ベルトやモーター、スライドレールなどの部材によって構成される。なお、この実施の形態では、移動手段１として、載置部材１１と搬送機構１２を設けて構成するが、ウォームシャフト機構などによって構成することもできる。
【００２５】
画像取得手段２は、載置部材１１上に縞状光２５を照射する照明手段２２と、その照明手段２２によって照射された光を受光するラインセンサ２１とを備えている。この照明手段２２は、図１に示すように、載置部材１１の搬送方向に沿って水平方向に対し斜め４５度から光を照射し、しかも、光源２３の前方に明暗のスリットを交互に有する縞状板２４を設けて、載置部材１１上に明色・暗色を交互に繰り返す縞状光２５を照射する。この縞状光２５を照射する場合、載置部材１１の平面内において搬送方向に斜め４５度の縞状光２５を照射させる。この場合、縞状光２５を水平方向に対して斜め４５度から水平面に照射させると、光源２３に遠い側の縞は、光源２３に近い側に比べて明暗の鮮度も不明瞭になる。しかしながら、これらの間隔や明暗の鮮度を無視できるような位置に縞状板２４を配置し、明暗の間隔における位相のずれを検査できるようにする。
【００２６】
ところで、この照明手段２２によって縞状光２５を取得する場合、光源２３から照射された光はその光源２３から放射状に拡散されるため、検査対象物１０の外側に向かうに従って光量が小さくなってしまう。一方、この光量を多くするためにレンズを設けるようにすると、そのレンズの歪みによって縞状光２５の間隔に歪みを生じてしまい、正確な厚み検査をすることができなくなってしまう。そこで、この実施の形態では、光源２３の前方に、光量補正レンズとして、例えば、半円柱状のシリンドリカルレンズ２３ａを設けて検査対象物１０に対する光量を確保するとともに、縞状光２５の歪みをなくすようにしている。このシリンドリカルレンズ２３ａを設ける場合、図３に示すように、縞線に沿った方向の断面が半円状となり、その縞線と直交する長手方向の断面が長方形状となるようにシリンドリカルレンズ２３ａを配置する。このようにすれば、シリンドリカルレンズ２３ａによって縞の間隔に歪みを生じることなく検査対象物１０の中央に向けて集光させることができる。そして、そのシリンドリカルレンズ２３ａの集光点をラインセンサ２１に合わせることによって（図１参照）、ラインセンサ２１での光量を多くして正確に検査できるようにしている。
【００２７】
また、この照明手段２２によって縞状光２５を生成する場合、明暗の差が明確である方が厚み検出の精度が高くなるため、この実施の形態では、光源２３や縞状板２４を次のように構成している。
【００２８】
まず、光源については、点光源とすると、検査対象物１０の一点には光源の一点からの光しか照射されず、図８（ａ）のように検査対象物１０の凹凸に対して適切な反射光をラインセンサに向けて反射させることができなくなる。これに対して、面光源とすれば、図８（ｂ）に示すように、検査対象物１０の一点に対して光源の様々な方向から光を照射することができ、検査対象物１０の凹凸で様々な方向への反射光を生成してラインセンサに向けて反射光を入射させることができる。そこで、光源については、検査対象物１０の検出すべき凹凸の角度に対応した大きさの面光源を有するものを用いる。また、この光源と組み合わされるレンズについては、光源を平行光にするコリメートレンズを使い、これによって、その検査対象物１０の検出すべき凹凸の角度に対応できるようにする。このような面光源を使えば、その中央からの光はコリメートレンズの中心を通る平行光になるとともに、端部からの光はその端部からコリメートレンズの中心を通る平行光になり、その面光源の大きさに応じた光の照射角度を決定することができる。これによって、光の強度を一定にした状態で種々の方向から光を照射することができ、図８（ｂ）（ｃ）のθ１からθ２の角度の凹凸を検出することができる。また、逆に、検出すべき角度が設定されている場合は、この角度に対応した大きさの面光源を用いることで、それに対応した凹凸を検出することができる。
【００２９】
ところで、このような面光源を用いると、縞状光の明暗の差が明確にならない可能性がある。そこで、縞状板２４について図９（ａ）のような構成を用いることもできる。すなわち、この縞状板２４は、集光される光幅内において、遮光部２４ａとスリット部２４ｂとがちょうど同数個ずつ存在するように配置する。このようにすれば、検査対象物１０の明るい一点について着目した場合、二つのスリット部２４ｂからの光によって明るくなる一方、暗い一点については、二つの遮光部２４ａによって暗くなる。これに対して、遮光部２４ａとスリット部２４ｂの数が異なっていると、図９（ｂ）に示すように、例えば、検査対象物１０の明るい一点について着目した場合、一つのスリット部２４ｂからの一つの光によって明るくなる一方、暗い一点については、二つの遮光部２４ａによってより暗くなる状態となる。このため、集光された光幅内において遮光部２４ａとスリット部２４ｂとをちょうど同数だけ位置させるようにしておいて明暗を明確にさせる。
【００３０】
このような光源によって得られた反射光は、ラインセンサ２１によって取得され、二次元画像として記憶手段３に記憶される。この記憶手段３に記憶された画像は、図４に示すように、載置部材１１上の縞状光２５と検査対象物１０上の縞状光２５を含む画像になっており、検査対象物１０の存在する領域Ａ１で縞状光２５の位相がずれた状態となる。
【００３１】
フィルタリング手段４は、このラインセンサ２１によって取得された画像から、検査対象物１０が存在する領域Ａ１（図５参照）を抽出する。この検査対象物１０の存在する領域Ａ１を抽出する場合、まず、載置部材１１と検査対象物１０の輝度の違いに基づいて、検査対象物１０の領域Ａ１を抽出する。具体的には、載置部材１１の輝度値が低い状態であって、かつ、検査対象物１０の輝度値が高い状態に設定されている場合、図４の下図に示すように、その検査対象物１０の領域Ａ１の輝度値が高くなるため、その輝度値に対応する所定の輝度幅を設定しておき、その輝度幅の画像領域Ａ１を抽出する。なお、この実施の形態では、載置部材１１を暗色系として金属製の検査対象物１０の輝度を抽出するようにしているが、検査対象物１０が暗色系である場合は、載置部材１１を金属色として暗色系の輝度幅の画像領域Ａ１を抽出してもよい。あるいは、載置部材１１と検査対象物１０が同じ金属色であったとしても、高低差からラインセンサ２１で取得する画像の輝度値が異なる場合は、同じ金属色に設定していてもよい。
【００３２】
さらに、このように検査対象物１０の領域Ａ１を抽出する場合、検査対象物１０の表面の凹凸や載置部材１１上の凹凸、あるいは、検査対象物１０の影などによって検査対象物１０以外の領域Ａ３を抽出してしまう場合がある。このため、フィルタリング手段４では、あらかじめ検査対象物１０の形状に関する情報を記憶手段３に記憶させておき、図５に示すように、所定の輝度幅の画像とその記憶手段３に記憶されている検査対象物１０の形状とが一致するかどうかを検出し、一致する場合は、検査対象物１０の領域Ａ１であると判断する。この一致するかどうかを検出する場合、テンプレートマッチングなどを用いて検査対象物１０の形状との相関をとり、相関度の高い画像領域Ａ１のみを抽出する。そして、これによって図５に示す載置部材１１上のノイズＡ３などの除去した領域を検査対象物１０の領域Ａ１として特定する。
【００３３】
位相差算出手段５は、この検査対象物１０の領域Ａ１における縞状光２５の位相と、載置部材１１上に照射された縞状光２５の位相の差を算出する。
【００３４】
＜第一の位相差算出方法＞
【００３５】
この位相差を算出する場合、第一の実施例として、検査対象物１０の領域Ａ１を含む特定の検査ライン上において、所定幅ごとにフーリエ変換を行い、実数成分と虚数成分から周波数と位相を抽出する。この位相を抽出する場合は、ラインセンサ２１のライン上の基準点を基準として位相を算出し、この基準点を基準とした外側領域Ａ４の縞状光２５の位相と、その基準点を基準とした検査対象物１０の領域Ａ１の位相の差を算出する。
【００３６】
この位相差と検査対象物１０の厚みとの関係を図６や図７に示すと、外側領域Ａ４と検査対象物１０の領域Ａ１では、縞状光２５の周波数は一致しているが検査対象物１０の境界部分を境にして位相がずれた状態となる。この位相のずれは、検査対象物１０の高さに比例しており、検査対象物１０の高さが高くなるほど位相のずれが大きくなる。しかしながら、検査対象物１０が所定の高さに達すると、その位相のずれが１８０度、もしくは、この倍数の関係となり、図７に示すように、検査対象物１０の領域Ａ１においては、その境界部分で位相のずれが分からなくなる。この場合、検査対象物１０の領域Ａ１を膨らまし処理した近傍領域Ａ２の画像を取得し、その近傍領域Ａ２における検査ライン上に縞状光２５の抜けが存在するか否かを検出する。検査対象物１０の厚みと縞状光２５の関係が、ちょうど位相が１８０度の倍数ずれる関係となっている場合、検査ライン上の一方側に縞状光２５の抜けが存在することになる。そこで、この縞状光２５の抜けを抽出し、その数によって検査対象物１０の位相差を算出する。具体的には、縞状光２５が存在しない領域において、縞状光が一本抜けている場合は、位相が１８０度ずれた状態であると判断し、また、二本抜けている場合は、位相が３６０度ずれた状態であると判断する。ここで、縞状光２５が存在しない領域としては、テンプレートマッチングなどによって抽出された領域Ａ１を膨張処理させた領域Ａ２などを用いる。
【００３７】
＜第二の位相差算出方法＞
【００３８】
次に、第二の位相差算出方法について説明する。位相差を検出する場合、ラインセンサ２１のライン上で周波数解析すると、その部分における厚みを検出することができるが、例えば、図１３に示すように厚みが不連続になっているような場合、ラインの位置がずれると厚みが大きく変わってしまう。また、上記実施の形態では周波数解析するために縞状光の明暗を明確にしなければならない。そこで、この第二の実施例では、不連続な厚み変化があっても正確にその厚みを検査できるようにするとともに、縞状光の明暗が小さくした場合であっても厚みを検査できるようにしている。
【００３９】
具体的には、この第二の位相差算出方法では、取得された二次元画像を、縞状光をほぼ直線とみなせることができる程度の微小領域に分割し、その直線の向く方向を検出する。この直線の向く方向を検出する場合、図１４に示すように、その微小領域を回転させながら輝度値を一次元方向に射影させ、最も輝度変化がある方向を直線の向く方向とする。すなわち、その直線の向く方向と直交する方向に輝度を射影させた場合、輝度のヒストグラムは比較的平坦なものとなる一方、直線の向く方向と一致する方向に輝度を射影させた場合、輝度のヒストグラムは、その直線の存在する位置だけ輝度変化が最も大きくなる。これにより、明暗が比較的明確になっていない場合であっても、その直線の向く方向を検出することができる。そして、このようにその直線の向く方向（角度）と位置を検出するとともに、その直線の代表点として、例えば、その直線の中央点を抽出する。このとき、その微小領域内に二本の直線が存在している場合は、二つの代表点が抽出されることになる。そして、このように代表点を抽出するとともに、その代表点と、本来の縞状光との距離を算出することによってその微小領域における位相差（すなわち、厚み）を検出する。ここで、本来の縞状光を取得して代表点との距離を算出する場合は、その検査対象物が存在しない状態におけるその位置での縞状光を記憶させておき、その縞状光との距離を算出する方法などを用いることができる。
【００４０】
厚み検出手段６は、この位相差に基づいて検査対象物１０の厚みを算出する。この厚みを算出する場合、縞状光２５の角度、明暗のピッチ間と位相との関係によって厚みの値を算出し、その値が所定の基準値の範囲内であるか否かを判断する。なお、ここでは、厚みの値を算出して良・不良を判断するが、位相差そのものを厚みであると判断して、その位相差と基準の位相差に基づいて厚みを検出するようにしてもよい。そして、出力手段９を介して、その厚みによる検査対象物１０の良否判断結果を出力し、その際、厚みの値などのディスプレイを介して出力する。
【００４１】
次に、縞状光消去手段７は、前記画像取得手段２によって取得された縞状光２５の明暗画像を消去する。この縞状光２５のうち、暗色の縞状部を消去する場合、バンドパスフィルターを用いて、暗色の縞状部の輝度値に含まれる画像を消去する。この暗色の縞状部を消去する場合、先のフィルタリング手段４によって得られた検査対象物１０の画像領域Ａ１を抽出し、その画像領域Ａ１内の暗色の縞状部を消去する。これにより、検査対象物１０の画像領域Ａ１から暗色の縞状部を除いた画像を抽出する。なお、この縞状光２５のうちの暗色の縞状部を消去する場合、得られた画像を二次元フーリエ変換することで縞状光２５を含む画像エネルギー成分を収束させ、その部分にマスクをかけることで消去する方法なども用いることができる。
【００４２】
表面検査手段８は、この縞状光消去手段７によって得られた検査対象物１０の画像に基づいて、その検査対象物１０の表面の形成状態を検査する。この表面の検査をする場合、種々の方法を用いることができるが、例えば、傷が存在する場合に発生する所定の輝度値の画素を抽出し、その画素の領域の大きさによって良・不良を判別する方法などを用いる。そして、この良・不良の判断結果を出力手段９を介して出力する。
【００４３】
＜第一の処理方法＞
【００４４】
次に、このように構成された厚み検査装置１００を用いて検査対象物１０の厚みや表面の形成状態を検査する場合について、第一の方法を図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
まず、検査対象物１０の厚みや表面の形成状態を検査する場合、その検査対象物１０を載置部材１１の上に載置した状態で搬送機構１２を駆動させ、ラインセンサ２１の下方まで移動させる（ステップＳ１）。そして、照明手段２２を介して縞状光２５を斜め方向から照射し（ステップＳ２）、反射光をラインセンサ２１で取得して、その二次元画像を記憶手段３に記憶させる（ステップＳ３）。
【００４６】
次に、この記憶手段３に記憶された画像から、検査対象物１０に対応する輝度値として所定の輝度幅を記憶手段３から読み出し、その輝度幅に含まれる画像領域を抽出するとともに（ステップＳ４）、その画像領域とあらかじめ記憶手段３に記憶させておいた検査対象物１０の形状に関する情報とをマッチングさせて（ステップＳ５）、一致する画像領域Ａ１を抽出する。
【００４７】
そして、この検査対象物１０の画像領域Ａ１と、載置部材１１上の領域の縞状光２５について所定のライン毎にフーリエ変換し、それぞれの位相を算出して位相差を求め（ステップＳ６）、その位相差に基づいて検査対象物１０の厚みを算出して（ステップＳ７）、基準値と比較して良・不良の判断結果を出力する（ステップＳ８）。
【００４８】
そして、このように検査対象物１０の厚みを検査した後、縞状光消去手段７を介して検査対象物１０の表面に照射された縞状光２５のうち、暗色のストライプを消去し（ステップＳ９）、その消去によって得られた検査対象物１０の画像に基づいて表面の形成状態を検査する（ステップＳ１０）。
【００４９】
このようにすれば、事前に検査対象物１０の領域Ａ１を抽出してそれぞれの位相差を算出するため、載置部材１１上の不要な領域の位相まで求めるといった無駄をなくすことができ、さらには、表面の形成状態を検査する場合、新たに画像を取得して検査するといった無駄な工程をなくすことができるようになる。
【００５０】
＜第二の処理方法＞
【００５１】
次に、他の実施の形態における検査方法について図１１のフローチャートを用いて説明する。上記実施の形態における検査方法では、検査対象物１０の縞状光２５の位相が１８０度の倍数だけずれた場合、その位相のずれを検出することが困難になるが、図１１に示す方法は、その位相のずれをも検出できるようにしたものである。
【００５２】
このようにすれば、載置部材１１と検査対象物１０の輝度の違いから検査対象物１０の画像を取得することができ、この輝度範囲内の画像の縞状光の位相と、それ以外の領域の縞状光の位相との違いを見ることで、無駄な領域における演算処理を減らすことができるようになる。
【００５３】
まず、検査対象物１０の厚みや表面の形成状態を検査する場合、その検査対象物１０を載置部材１１の上に載置し、搬送機構１２を駆動させてラインセンサ２１の下方まで移動させる（ステップＴ１）。そして、照明手段２２を介して縞状光２５を斜め方向から照射させ（ステップＴ２）、その反射光をラインセンサ２１で取得して二次元画像として記憶手段３に記憶させる（ステップＴ３）。
【００５４】
次に、記憶手段３に記憶された画像から、検査対象物１０の反射輝度に対応する輝度値として所定の輝度幅を記憶手段３から読み出し、その輝度幅に含まれる画像領域を取得するとともに（ステップＴ４）、その画像領域とあらかじめ記憶手段３に記憶させておいた検査対象物１０の形状に関する情報とをマッチングさせて（ステップＴ５）、一致する画像領域Ａ１を抽出する。
【００５５】
そして、このフローチャートでは特徴的に、この検査対象物１０の画像領域Ａ１に対して膨らまし処理を行い（ステップＴ６）、検査対象物１０内における画像領域Ａ１と、その膨らまし処理を行った近傍領域Ａ２を抽出する（ステップＴ７）。そして、載置部材１１上の外側領域Ａ４の縞状光２５と検査対象物１０の画像領域Ａ１の検査ラインについてそれぞれフーリエ変換を行い、検査対象物１０の画像領域Ａ１との位相差を求める（ステップＴ８）。このとき、その位相差がない場合は（ステップＴ９：Ｎｏ）、近傍領域Ａ２に縞状光２５の存在しない領域が存在するか否かを判断する。また、所定の検査ライン（具体的には、領域Ａ２における検査ライン）において、縞状光２５の抜けをカウントし（ステップＴ１０）、そのカウント数ｎに応じて位相差が１８０×ｎだけずれていると判断する（ステップＴ１１）。そして、その位相差に基づいて検査対象物１０の厚みを算出し（ステップＴ１２）、記憶手段３に記憶させておいた基準値と比較して厚み結果を出力する（ステップＴ１３）。
【００５６】
次に、この検査対象物１０の厚みを検査した後、縞状光２５消去手段を介して検査対象物１０の表面に照射された縞状光２５のうち、暗色のストライプを消去し（ステップＴ１４）、その消去によって得られた検査対象物１０の画像に基づいて表面の形成状態を検査する（ステップＴ１５）。
【００５７】
このようにすれば、仮に、検査対象物１０の厚みによって位相が１８０度の倍数だけずれた場合であっても、その近傍画像の外側領域Ａ２には縞状光の存在しない領域が現れるため、この外側領域Ａ２も含めて位相を判断することで、位相がどれだけずれているのかを判断することができるようになる。
【００５８】
＜第三の処理方法＞
【００５９】
次に、第三の実施の形態における検査方法について図１２のフローチャートを用いて説明する。上記実施の形態における検査方法では、位相差を検出する場合、検査ライン上の信号を周波数解析して位相差を検出するようにしたが、この実施の形態では、画像処理による縞状光の位置を検出し、その位置と本来の縞状光との距離を算出することによって位相を検出できるようにしたものである。なお、図１２のフローチャートでは、位相差を検出方法のみについて説明するが、検査対象物１０の搬送や画像の取得、縞状光の消去や表面検査方法は同様の処理を用いるものとする。
【００６０】
まず、縞状光を照射した検査対象物１０からの二次元画像を取得した場合（ステップＵ１）、その画像を微小領域に分割する（ステップＵ２）。そして、その微小領域を回転させながら一次元方向に輝度情報を射影させ、最も輝度変化が大きくなる角度を抽出し（ステップＵ３）、その方向を微小領域における縞状光の向く方向とする。
【００６１】
そして、このように縞状光の位置と角度を抽出した後、その微小領域内においてその縞状光の代表点である中央点を抽出する（ステップＵ４）。
【００６２】
一方、事前に検査対象物１０を載置しない状態で縞状光を照射させておき、その状態における同じ位置における縞状光との距離を算出することによって（ステップＵ５）、その位置における厚みを算出する（ステップＵ６）。
【００６３】
このようにすれば、不連続に厚みが変化するような場合であっても、各位置における厚みを検査することができるようになる。また、微小領域を回転させて最も輝度変化が大きい位置を抽出して縞状光の位置を抽出するようにしているので、縞状光と暗部の輝度差を小さくしても位相差を正確に取得することができるとともに、それぞれの輝度差を小さくすることができることから、欠陥検査も同時に行うことができるようになる。
【００６４】
なお、本発明はでは、上記実施の形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。
【００６５】
例えば、上記実施の形態では、載置部材１１と検査対象物１０の色を分けるようにしたが、検査対象物１０の高さに基づいて輝度値が変化する場合は、同じ色とするようにしておいてもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、縞状光２５を水平面から斜め４５度下方に照射させるようにしたが、縞の画像が不鮮明になる場合は、光源２３としてレーザー光などの平行光を設けるようにしてもよく、もしくは、光源２３と縞状板２４との間にレンズを設けて、光源２３からの光を平行光に屈折させるようにしてもよい。
【００６７】
さらには、位相差算出手段５や図１０のフローチャートでは、検査対象物１０の近傍領域Ａ２に仮想の縞状光２５と検査ラインとの交点がいくつあるかに基づいて位相差を求めるようにしたが、交点の数ではなく、縞状光２５の存在しない領域の大きさや幅に基づいて位相差を求めるようにしてもよい。この大きさや幅に基づいて位相差を求める場合、縞状光２５の存在しない領域の幅を縞状光２５のピッチ幅で割り、これによって何本縞状光２５が存在しないかを判断して位相差を求めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００・・・厚み検査装置
１・・・移動手段
１１・・・載置部材
１２・・・搬送機構
２・・・画像取得手段
２１・・・ラインセンサ
２２・・・照明手段
２３・・・光源
２３ａ・・・シリンドリカルレンズ
２４・・・縞状板
２５・・・縞状光
３・・・記憶手段
４・・・フィルタリング手段
５・・・位相差算出手段
６・・・厚み検出手段
７・・・縞状光消去手段
８・・・表面検査手段
９・・・出力手段
１０・・・検査対象物
Ａ１・・・検査対象物の領域
Ａ２・・・近傍領域
Ａ３・・・ノイズ
Ａ４・・・外側領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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